《遗传学习题讲解》PPT课件.ppt

遗传学部分习题解析 杨在君 遗传的细胞学基础 3 1 玉米孢子体的叶细胞染色体为 20 2 胚细胞为 20 3 胚乳细胞为 30 4 花粉 10 5 极核 10 4 1 脑细胞 46 2 红细胞 0 3 极体 23 4 精细胞 23 5 次级卵母细胞 23 5 1 2个 14条 2 4个 7条 遗传的细胞学基础 6 1 细胞周期的四个阶段为 G1 S G2 M期 2 其中 G1 S G2包括在间期 3 G1期 与DNA合成启动相关 开始合成细胞生长所需的多种蛋白质 RNA 糖类 脂质等 S期 DNA复制与组蛋白合成同步 组成核小体串珠结构 G2期 DNA复制完成 在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子 遗传的细胞学基础 7 减数分裂更有意义 减数分裂是生物有性生殖的基础 保证了物种的稳定性 减数分裂过程发生的遗传重组是生物进化的重要因素之一 9 遗传的细胞学基础 10 对于有丝分裂 染色体数目从2n到2n DNA含量在G1期为2C S期由于DNA复制 含量增加为4C 最后形成的每个子细胞中DNA含量为2C 对于减数分裂 染色体数目从2n变为n DNA含量在G1期为2C S期开始为4C 减数第一次分裂形成的每个子细胞DNA含量2C 减数第二次分裂形成的每个细胞DNA含量为C 孟德尔式遗传分析 1 a 孟德尔式遗传分析 b 1 4 1 3 1 4 1 48 c 1 48 d 第一个孩子患病 则父母基因型均为Aa 因此正常的概率是3 4 2 F1 3 8黄色A rr 3 8灰色A R 1 8黑色aaR 1 8白色aarr因此亲本的基因型为 AaRr 灰色雄鼠 Aarr 黄色雌鼠 孟德尔式遗传分析 3 由于F1中所有的紫眼都是雌性 而红眼都是雄性 因此控制紫眼的P基因应该位于X染色体上 F2中有色眼和白眼的比例为3 1 所以色素产生必须的基因A基因位于常染色体上 孟德尔式遗传分析 PAAxpxp aaxPY F1AaXPXp AaXpY紫眼雌 红眼雄F21AAXPXp1AAXpXp1aaXPXp2AaXPXp2AaXpXp1aaXpXp1AAXPY1AAXpY1aaXPY2AaXPY2AaXpY1aaXpY紫眼红眼白眼 孟德尔式遗传分析 4 已知F2 118白色 32黑色 10棕色 分离比非常接近12 3 1 表现为显性上位 2检验 自由度df 3 1 2 当p 0 05时 查x2 5 99 0 401 5 99 故 符合显性上位 孟德尔式遗传分析 5 a 隐性上位 上位基因aa 两亲本的基因型是 AABBEECCDD aabbEECCDD或AAbbEECCDD aaBBEECCDDAABB aabb或者AAbb aaBB AaBb 自交 9 16A B 3 16aaB 3 16A bb1 16aabb紫色蓝色绿色蓝色 孟德尔式遗传分析 5 b 基因互作 因为1 16的白色植株的基因型为aaBBee 因此 两亲本的基因型是 AABBEECCDD aaBBeeCCDD或AABBeeCCDD aaBBEECCDDAAEE aaee或者AAee aaEE AaEe 自交 9 16A E 3 16aaE 3 16A ee1 16aaee紫色蓝色红色白色 孟德尔式遗传分析 5 c 抑制作用 d抑制a基因 两亲本的基因型是 AADDCCBBEE aaddCCBBEE或 AAddCCBBEE aaDDCCBBEEAADD aadd或者AAdd aaDD AaDd 自交 9 16A D 3 16aaD 3 16A dd1 16aadd紫色蓝色紫色紫色 孟德尔式遗传分析 5 d 由于F2中有1 16的黄色 其基因型只能是AAbbee 因此两亲本的基因型是 AABBEECCDD AAbbeeCCDD或AABBeeCCDD AAbbEECCDDBBEE bbee或者BBee bbEE BbEe 自交 9 16B E 3 16bbE 3 16B ee1 16bbee紫色绿色红色黄色 连锁遗传分析 1 测交后代的表型与F1杂合体产生的配子的表型和比例是一致的 因此 根据测交后代的数据 可直接计算重组率 利用双重杂合子的杂交可以得到连锁遗传的数据 但是 必须根据双隐性纯合子的概率 推算双隐性配子的概率 从而推算出双杂合体产生的4种配子的比例 如 PAaBb AaBbF1A B A bbaaB aabb 1 64 则 ab 1 8 AB 1 8 从而Ab aB 3 8 连锁遗传分析 4 PAB ab ab ab F1AB abab abAb abaB ab45 45 5 5 5 PEEFF eeff F1EeFf eeff F2EF efEf efeF efef ef 这说明E和F是连锁的 且E和F之间的距离为 1 6 1 6 1 3 33cM 连锁遗传分析 6 这说明H和I基因是连锁的 其H和I基因之间没有发生交换 这可能是由于H和I基因的距离较近 或者H和I基因间存在很长的到位区段 发生了交换抑制效应 连锁遗传分析 7 由于F2中A O 75 25 3 1患病与正常的比也为3 1 所以F1的基因型为 NnIAi 连锁遗传分析 F2中这四种性状比值显著偏离9 3 3 1 所以N和IA基因是连锁的 根据nnii的比率为16 可以推断出产生ni配子的比率为40 则 NIA的比率也为40 Ni为10 nIA为10 则 N和IA的距离为20cM 连锁遗传分析 8 关键 雄果蝇完全连锁雌果蝇 364abc abc365ab ab 87 c c84a a 47 bc bc44a c a c5 b b 410001000 雄果蝇 abc 连锁遗传分析 所以 雌配子与abc雄配子产生的后代如下 a b 47 44 5 4 1000 100 10 b c 87 84 5 4 1000 100 18 双交换 9 1000 100 0 9 并发系数c 0 9 10 18 0 5 连锁遗传分析 9 亲本类型 vy和b 双交换类型 和bvy 基因顺序 v b y v b 74 66 22 18 1000 100 18 y b 128 112 22 18 1000 100 28 v y 128 112 74 66 1000 100 38 2 4 双交换率 40 1000 100 4 c 4 18 28 0 79 连锁遗传分析 10 分析 1 亲本中雌蝇为三杂合子 雄蝇为野生型 后代中雌蝇全部为野生型 雄蝇的表型与雌亲产生的配子类型是一致的 表现为伴性遗传 这些基因位于 染色体上 2 三个基因的顺序为 x z y3 x z 32 27 1 0 1000 100 6 y z 39 30 1 0 1000 100 7 x y 32 27 39 30 1000 100 12 8 2 0 1 13 4 双交换率 1 1000 100 0 1 0 1 6 7 0 245 作图 连锁遗传分析 连锁遗传分析 PAR Par PAr PaR par pAR paR pAr xyz3 则 y 3 15 y 12 z 3 20 z 17 x 68 11 连锁遗传分析 a 3个性状都像火星人的是34 b 3个性状都像地球人的是34 c 火星人的耳朵和心脏 但地球人的肾上腺1 5 d 火星人的耳朵 但地球人的心脏和肾上腺6 连锁遗传分析 12 分析 亲本Abc aBC配子AbcABCAbCABcaBCabcaBcabC 1 无干涉时 实际双交换率为6 各为28 各为7 各为12 各为3 自交子代中约有0 49 为abc abc 2 无干涉时 测交后代表型 基因型及比例与三杂合体亲本产生的配子的表型 基因型及比例一致 连锁遗传分析 3 假定有20 的干涉 则实际双交换率为4 8 测交后代基因型与三杂合体亲本产生的配子的基因型一致 各类型 各为27 4 各为7 6 各为12 6 各为2 4 13 假定色盲基因为a 血友病基因为b 根据第三代中 儿子要么正常 要么既患色盲又患血友病 他们的母亲的基因型只有一种 为AB ab 连锁遗传分析 因此 4的儿子患血友病概率 10 50 5 5的儿子 90 50 45 真核生物的遗传分析 1 据Holliday模型在异源双链区存在不配对的碱基 细胞内的修复系统对其进行切除修复 A a 真核生物的遗传分析 2 首先注意基因转变的发生 杂交1中 a1发生转变 1 3 杂交2和杂交3中 a3发生转变 而a2在杂交1 2 3中均未发生转变 这里显然有极性 根据基因转变的极化子模型 内切酶首先作用于基因的一端 从起点开始 基因转变频率由高到低形成一个梯度 故三个基因位点的顺序为 重组位点 a3 a1 a2 真核生物的遗传分析 3 由于TK只在C中有活性 而只在C中有 A和B没有的染色体是17号染色体 因此 TK基因位于17号染色体上 LDH在A B C中都有活性 而A B C共有的染色体是11号 因此 LDH位于11号染色体上 PGK在A和C中有活性 而A和C共有的染色体 B没有的染色体是X染色体 因此 PGK位于X染色体上AHH只在B中有活性 而只有B具有 A和C不具有的染色体是2号染色体 因此 AHH位于2号染色体上 真核生物的遗传分析 5 基因中存在突变并不一定意味着它所表达的蛋白质就是有缺陷的 如果密码子突变后仍然编码同一氨基酸 并不改变蛋白质的氨基酸序列 或者突变后改变了氨基酸 但氨基酸所处的位置对蛋白质折叠或功能不重要 这样也不会有什么影响或影响不大 在确定这种突变导致有缺陷的蛋白质的可能性时 必须知道已发现的人类 珠蛋白突变信息 根据此人所携带的突变基因核苷酸序列预测对蛋白质的功能的影响 另外 如此人的配偶有两份正常的 珠蛋白基因 那么他们所有的孩子都不会因有缺陷的血红蛋白而患病 但有1 2的孩子将是有缺陷基因的携带者 真核生物的遗传分析 6 1 75 2 25cM 3 100 4 Val 1 基因的产物是A Val 2 基因的产物为B 同时Val 2 促进A与底物B反应生成Val Val合成途径 真核生物的遗传分析 7 AB 42 140 305 478 ab 310 Ab 43 145 9 197aB 6 AB ab Ab aB 1 1 1 1 所以AB基因连锁 依次类推 A与C A与D B与C B与D C与D基因连锁 因此ABCD四个基因均连锁 而 b c d 由于数据不全 所以无法进行计算 8 a 第一种 al 2 al 2 al 2 al 2第二种 al 2 al 2 al 2 al 2 b al 2基因与着丝粒之间的重组率为4 即二者之间的遗传距离为4cM 细菌的遗传分析 1 基本培养基上的菌落 ile met 真正的重组子 含异亮氨酸的基本培养基上的菌落 ile met 和ile met 菌落总数 重组率 18 360 100 5 细菌的遗传分析 2 调节酶活性的主要方式有酶活性的激活和抑制两个方面 酶活力的激活 指代谢途径中催化后面反应的酶活力被前面的中间代谢产物 分解代谢时 或前体 合成代谢时 所促进的现象 酶活力的抑制 主要为产物抑制 如果有反应产物积累 催化该步反应的酶活力就受到抑制 抑制大多属反馈抑制类型 细菌的遗传分析 反馈抑制 是指生物合成途径的终产物反过来对该途径中第一个酶 调节酶 活力的抑制作用 使整个合成过程减慢或停止 从而避免了不必要的能量和养料浪费 可能的抑制剂 EJI受到反馈抑制支配的酶 36751E 3 J 6 I 7当J I都积累较多时 可能抑制5的活力 当E J I都积累较多时 可能抑制1的活力 细菌的遗传分析 3 1 4 108 2 107 202 链霉素 Hfr是链霉素敏感的 Strs 3 起始点 thr leu azis tons lac gal mal xyl mal xyl 合成苏氨酸和亮氨酸的基因一定首先进入 否则 任何重组子都不能在无补充物的基本培养基上存活 括号内的基因顺序无法确定 细菌的遗传分析 4 细菌的遗传分析 5 假设顺序为 1 cystrpBtrpA 1 2 1 和2 都是发生一次双交换产生原养型重组子 双交换的概率理论上可能相等 所以产生原养型重组子数目可能相同 细菌的遗传分析 假设顺序为 2 cystrpAtrpB 1 细菌的遗传分析 1 为双交换 2 为四交换 四交换频率远远低于双交换频率 产生的两种原养型重组子数目不可能相同 所以 细菌的遗传分析 6 根据缺失作图的原理 未知点突变与已知缺失突变系杂交 能重组产生野生型 表明点突变一定不在缺矢区段内 不能重组则点突变一定在缺失区段内 细菌的遗传分析 7 据交换值愈大 两个基因在染色体上相距愈远的原理 三个两点杂交不能确定4个基因的顺序 排列顺序有四种可能 细菌的遗传分析 8 Hfr品系转移基因顺序和方向如图 细菌的遗传分析 9 585a b 为共转导 说明两基因连锁 交换率 a b a b a b a b a b 2 5 10 前提条件 两个基因均进入受体 且形成部分二倍体 加a物质加b物质基本培养基a b a b a b a b a b 402010 细菌的遗传分析 子代中 a 20 占总数20 b 40 占总数40 说明a 后进入受体菌 a b 交换的位置 a b a可能未进入受体 不满足条件 a b 交换的位置 a b 真正的重组子 细菌的遗传分析 10 20 100 50 细菌的遗传分析 11 供体菌受体菌trpC pyrF trpA trpC pyrF trpA 转导子基因型后代数目trpC pyrF trpA 279trpC pyrF trpA 279trpC pyrF trpA 2 双交换 trpC pyrF trpA 46 a 三基因的顺序 trpC trpA pyrF 细菌的遗传分析 b pyrF 与trpC 共转率 279 2 606 0 46trpA 与trpC 共转率 279 279 606 0 92 细菌的遗传分析 12 Hfr gal lac A F gal lac B F gal 早 多 lac 晚 少 gal lac C F gal lac B F lac 早 多 无gal 从A B中知 gal和lac位于F因子插入位点两侧 gal离原点最近 从C B中知 C菌株是F因子从细菌染色体上错误切割下来 且带有细菌lac 的菌株F lac 细菌的遗传分析 将菌株A与B混合培养一段时间 不到90分钟 后 取混合液接种在lac EMB 伊红美蓝 上 紫红色菌落带有分解lac的基因 将该菌落的细菌又与F lac strr杂交 如该细菌是F lac strr 则无重组子产生 如该细菌F lac strr 则有较多重组子产生 细菌的遗传分析 13 书上170页的例题 病毒的遗传分析 1 具有相同的缺失或重叠缺失的突变之间不能重组 病毒的遗传分析 2 200000 1 300 6 67bp3 分析 由题意可得T4噬菌体的核苷酸数为 160 106 400 4 105由于T4噬菌体的基因组是双链DNA分子 因此含有4 105 2 2 105bp由于T4噬菌体的总的图距为2500个 每个图距为 2 105 2500 80bp2个r突变体是在相邻核苷酸上发生突变的 因此两个核苷酸间的图距为 2 80 0 025 即重组率为0 025 所以r 出现的频率为0 025 2 0 0125 病毒的遗传分析 4 1和2 3不能重组 2和1 4不能重组 3仅和1不能重组 4仅和2不能重组 故 1 2可能是缺失突变 3 4可能是点突变 病毒的遗传分析 5 亲本为 mrtu 双交换 m tu r 因此 基因的连锁顺序为 mrtum r 520 474 162 172 10342 12 8 r tu 853 162 172 965 10324 20 8 m tu 853 520 474 965 10324 27 2 双交换 33 6 双交换 162 172 10324 0 0323 3 23 C 3 23 12 8 20 8 1 21 2 1 说明存在负干涉 即一个单交换的发生 可促进邻近区域交换的发生 病毒的遗传分析 6 a 三个基因的顺序是 acb它们基因间距离不能累加的原因是两端两个基因间 a b 发生了双交换 而两点试验不能发现双交换 b 假定三基因杂交 ab c a bc 双交换类型ac b a cb的频率最低 病毒的遗传分析 c 校正图距 3 0 2双 2 0 1 5 则 双交换率 0 25 因此 双交换类型ac b 和a cb分别为0 125 a c 间两种类型ac b a cb 2X 0 25 2 0 分别为0 875 b c 间两种类型acb a c b 2Y 0 25 1 5 分别为 0 625 病毒的遗传分析 7 分析 前提条件 两个选择标记相距很近 非选择标记距选择标记较远 但也是连锁的 优势基因型应为单交换的结果 同样的分析方法 2 ts2 amcts4 顺序为ts2ts4amc 3 ts2 amBts4 顺序为amBts2ts4 4 ts1 amBts3 顺序为ts1ts3amB 综上 amAamCts4ts2amBts3ts1或amAamCts1ts3amBts2ts4进一步需确定ts4 ts2 ts1 ts3的位置关系 病毒的遗传分析 8 释放量越多 表明两个突变型可以互补 应属不同的互补群 释放量越少 表明两个突变型不能互补 应属同一互补群 因此 5种突变分属于3个互补群 sus11 sus14 sus13 sus2 sus4 病毒的遗传分析 9 由于稀释浓度不同 需校正数据 如果在6 10 7稀释液中产生18个噬菌斑 则在2 10 5稀释液中产生的噬菌斑为 因此 重组值 病毒的遗传分析 10 co mi 652 12324 5 29 mi s 121 1270 9 53 c s 39 1413 2 78 c mi 159 2577 6 17 连锁图 comics或micocs 数量性状的遗传分析 4 由于 H2 VG VP 3 17 6 08 0 52 6 通径图 RAB 1 2 2 1 2 2 1 2FC 1 2 RAB 1 2 1 2 1 4 RAB 1 2 2 1 4FC 1 2 RAB 1 2 1 4 1 8 核外遗传分析 2 1 与线粒体遗传一致的 因为此家系中的患者都是通过女性传递 男性患者并不传递该基因 再者 所以女性后代均具有该性状 2 上述系谱也可应用于常染色体显性遗传 4子代不出现患病症状是由于外显不全所引起的 11 不能 因为线粒体中的密码子和核基因组中的密码子有些不同 染色体畸变的遗传分析 3 a 36 36 1 4 27b 364 这是由于染色体缺失所造成的假显性现象 野生型 假显性 8 由表可知所有雄性个体都是卷翅 所有雌性个体都是野生型 所有卷翅基因Cy与Y染色体一起分离 实际上是由于染色体发生单向易位 使Cy所在的第2染色体与Y染色体融合为一条染色体 在细胞分裂发生染色体组合时 Cy与Y染色体移向细胞一极 Cy 只能和X染色体移向另一极 造成子代中卷翅全为雄性 而野生型全为雌性 染色体畸变的遗传分析 染色体畸变的遗传分析 基因突变与DNA损伤修复 10 白血病是X染色体连锁的遗传 而X连锁的疾病不可能从父亲传递给儿子 因此 核电站不应负责 而侏儒症基因是常染色体上的显性遗传 可能由核辐射引起 11 1 因为在性染色体中只有一个Y染色体 如果射线对Y染色体有较大的影响 结果女孩会生的较多 2 如果射线引起X染色体上隐性突变那么突变性状会在男孩子中表现出来 12 1 如果是突变的直接结果 只有显性突变才在当代表现并且是杂合体 用这头矮脚羊与正常羊交配 其后代矮脚羊与正常羊的比例呈1 1 2 如果是隐性基因携带者交配而分离出的隐性纯合体 则矮脚羊 aa 与正常羊 AA 交配后代全为正常 Aa 3 如果是环境影响 必须是小羊或怀孕母羊饲养在异常的条件下才能产生 并且当改变小羊的饲养环境后这一性状应有所改变 基因突变与DNA损伤修复 群体与进化遗传分析 1 A1A1 384A1A2 210A2A2 260A1 p 384 2 210 384 210 260 2 0 57A2 q 1 p 1 0 57 0 432 bb q2 4 q 0 04 0 2p 1 q 1 0 2 0 8BB p2 0 82 0 64Bb 2pq 2 0 8 0 2 0 32 群体与进化遗传分析 3 a 由题可得 LM的频率p 406 2 744 406 744 332 0 5249LN的频率q 1 0 524 0 4751则LMLM N p2 406 744 322 0 52492 408LMLN N 2pq 406 744 322 2 0 5249 0 4751 740LNLN N q2 406 744 322 0 47512 334 群体与进化遗传分析 X2检验 根据自由度df 3 1 1 1 P 0 05 查得X2 3 8410 044 3 841 差异不显著 故这三种基因型复合Hardy Weinberg平衡定律 群体与进化遗传分析 b p2 0 2756 q2 0 2256 2pq 0 4987 估算各种基因型随机婚配的理论值 作 2检验 2 O C 2 C 58 562 56 41 38 2 38 0 8471自由度n 6 1 1 4 查表 20 05 4 9 49 所以 2 20 05 4 P 0 05 理论值与实际值之间的差异未达到显著水平 故MN血型属于随机婚配 群体与进化遗传分析 4 不掌握 5 a 平衡群体中q 0 1 p 0 9 女性中q2 0 01 所以有1 的女性是色盲 b 男女色盲比例 q q2 1 q 因为q